(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN CUỐI kỳ hệ thống điều khiển máy CNC một hệ thống CNC gồm 2 trục x và y được điều khiển bởi 2 động cơ có bộ driver

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN MÔN : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC NGUYỄN TÀI TĂNG NGUYỄN QUANG LINH NGUYỄN ĐỖ TÂM ANH Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành Tự động hóa cơng nghiệp Giảng viên hướng dẫn: Bộ mơn: Viện: TS Dương Minh Đức Tự động hóa cơng nghiệp Điện MỤC LỤC CHƯƠNG ĐỀ BÀI 1.1 Thiết kế điều khiển vị trí cho trục (PID) 1.2 Nội suy: Đường thẳng, đường tròn 1.3 Hàm truyền trục X,Y 1.4 Các bước thiết kế điều khiển Trục X Trục Y CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thiết kế tăng tốc, giảm tốc trước nội suy (nội suy thô) Xây dựng profile tốc độ cho chuyển động thẳng Xác định loại profile tốc độ Normal block hay Short block 2.2 Nội suy lệnh đặt cho đường thẳng CHƯƠNG CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 3.1 Nội suy đường thẳng Gia tốc/giảm tốc nội suy thô Nội suy tinh 11 Giá trị đặt cho điều khiển vị trí 12 Mô Matlab 14 3.2 Nội suy đường tròn 15 Gia tốc/giảm tốc nội suy thô 16 Nội suy tinh 17 Giá trị đặt cho điều khiển vị trí 18 Mô Matlab kết 20 3.3 Thiết kế chữ C 21 CHƯƠNG NỘI SUY ĐƯỜNG THẲNG , ĐƯỜNG TRÒN THEO PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM TỐC SAU NỘI SUY 22 4.1 Tăng giảm tốc sau nội suy 22 4.2 Nội suy đường thẳng 23 Nội suy thô 23 Nội suy tinh 25 4.3 Nội suy đường tròn 27 Nội suy thô 27 Nội suy tinh điều khiển trục x , trục y 28 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 : Yêu cầu dạng quỹ đạo vận tốc nội suy đường thẳng nội suy đường tròn Hình 1-2 : Yêu cầu dạng quỹ đạo vận tốc nội suy đường thẳng nội suy đường tròn Hình 1-3 : Đáp ứng trục X Hình 1-4 : Điện áp điều khiển trục X Hình 1-5 : Mơ Điện áp điều khiển trục X Matlab Hình 1-6 : Đáp ứng vị trí trục y Hình 1-7 : Điện áp điều khiển trục Y Hình 2-1 : Phân biệt hai loại profile tốc độ Normal block Short block Hình 2-2: Lưu đồ nội suy lệnh đặt cho đường thẳng (nội suy tinh) .7 Hình 2-3: Phương pháp tuyến tính nội suy tinh đường thẳng Hình 3-1: Các bước thức cho toán nội suy đường thẳng Hình 3-2: Profile vận tốc dạng hình thang Hình 3-3 Profile vận tốc trục X Hình 3-5 Giá trị đặt Xsp trục X 13 Hình 3-6 Giá trị đặt Ysp trục Y 14 Hình 3-7 Sơ đồ điều khiển Matlab Simulink 14 Hình 3-8 Nội suy đường thẳng từ điểm A(2;3) đến B(20;27) 15 Hình 3-9: Các bước thức cho tốn nội suy đường trịn 15 Hình 3-10: Profile vận tốc hình thang 16 Hình 3-11 Profile vận tốc đường trịn 16 Hình 3-13 Giá trị đặt Xsp trục X 19 Hình 3-14 Giá trị đặt Ysp trục Y 19 Hình 3-15 Sơ đồ điều khiển Matlab Simulink 20 Hình 3-16 Nội suy đường tròn 20 Hình 3-17 Chữ C 21 Hình 4-1: Lưu đồ tăng giảm tốc sau nội suy 22 Hình 4-2 : Tích chập 22 Hình 4-3 : Input and output pulse train profiles 23 Hình 4-4 : Hardware ADCAI 23 DANH MỤC HÌNH VẼ Bảng 3-1: Nội suy đường thẳng ADCBI 10 Bảng 3-2: Nội suy tinh trục X 11 Bảng 3-3: Nội suy tinh trục Y 12 Bảng 3-4 : Xsp đường thẳng 12 Bảng 3-5 : Ysp đường thẳng 13 Bảng 3-6 : Nội suy thơ đường trịn 17 Bảng 3-7 : Nội suy tinh đường trịn góc teta theo phương pháp tuyến tính .18 Bảng 3-8 : Xsp đường tròn 18 Bảng 3-9 : Ysp đường tròn 19 Bảng 4-1 : Bảng nội suy thô trục x ADCAI 25 Bảng 4-2 : Bảng nội suy trục y 25 Bảng 4-3 :Nội suy tinh trục 27 Bảng 4-4 : Bảng nội suy góc 28 Bảng 4-5:Bảng giá trị trục X 30 Bảng 4-6 : Giá trị trục Y 32 CHƯƠNG ĐỀ BÀI Máy CNC hai trục X, Y trục có động cơ: - Đ/c X: - Đ/c Y: Với thông số tự chọn: K1, K2 ( ) T ,T 0,5 1.1 Thiết kế điều khiển vị trí cho trục (PID) Quá điều chỉnh = 5% Sai lệch tĩnh = 0.1% - | | = - Tính tốn thời gian tăng tốc - Số lần trích mẫu quãng đường : = - Khoảng dịch chuyển lần trích mẫu : ∆ = 4.3.1.2 Nội suy - Sử dụng công thức tăng tốc sau nội suy : 27 k 10 … 301 … 2300 Bảng 4-4 : Bảng nội suy góc O(0;0) - -= −1+ ∆ , k 1 1 2 2 3 Nội suy tinh điều khiển trục x , trục y Giả sử đường tròn từ A(10;0) đến B với góc quay rad/s với tâm Ta có xi = x0’ + Rcos(φ ) 0=0, ∆ 28 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 10 10 10 … 301 29 301 301 301 301 … 2300 2300 2300 2300 2300 - Ta có yi = y0’ + Rsin(φ ) - = k 1 1 2 2 3 3 4 4 −1+ ∆ , Bảng 4-5:Bảng giá trị trục X 0=0 ∆ 30 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 10 10 10 … 301 301 301 301 301 … 2300 2300 2300 31 2300 2300 Bảng 4-6 : Giá trị trục Y 32 ... 2. 219.0,1 = 0 ,22 19 V? ?y PI trục X dạng = 1.√ = 3.0,1.? ?2. 219 = 4.ln2.0,03 = 2. 219 = 2. 2377 = 2. 2377 (1 + thông số sau: 4.ln2 ℎ +ln2 ℎ 2+ ln2.0,03 Bước 3: Bước 2: 0 .22 19 = 10;    ) Để có | |